JP6994413B2

JP6994413B2 - 撮像装置および商品撮像装置

Info

Publication number: JP6994413B2
Application number: JP2018038311A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎原田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2038-03-05
Also published as: JP2019153949A; US20190272401A1; EP3537212A1; CN209625222U

Description

本発明の実施形態は、撮像装置および商品撮像装置に関する。

従来、物体を光で照射して物体を撮像する撮像装置が知られている。このような撮像装置は、例えば、店舗で販売する商品を認識するために撮像する装置として用いられている。

従来の撮像装置は、物体を照射する、例えばＬＥＤ（light emitting diode）を備えた照射部と、照射部で照らされた物体を撮像する撮像部と、照射部が発光した光を撮像装置の外部に放射し、物体で反射した光を撮像装置内に入射するための読取窓を備えている。照射部は、撮像装置から少し離れた遠方に位置する物体を照射するための遠方照射部と、撮像装置の近傍に位置する物体を照射するための近傍照射部とを備える。遠方照射部は、遠方に位置する物体を均一に照射するために、例えば透明なガラス状の読取窓の近傍に設けられている。また、近傍照射部は、近傍に位置する物体を均一に照射するために読取窓から離れた撮像装置の後方に設けられている。近傍照射部は、撮像部と同じ基板に設けられていることが多い。

しかしながら、近傍照射部と撮像部を同じ基板に設けると、近傍照射部の発光による発熱によって撮像部の一要素であるイメージセンサが影響を受け、物体を正しく撮像できないことがある。

本発明が解決しようとする課題は、照射部の発熱によって撮像部が影響を受けない撮像装置および商品撮像装置を提供することである。

実施形態の撮像装置は、一面に平面状の窓を備えた筐体と、前記筐体内の上方の前記窓の近傍に前記窓に向けて横方向に設けられ、前記筐体から離れた第１領域に光を照射する第１照射部と、前記筐体内の上方の前記窓の近傍に前記第１照射部より下方に向けて設けられ、前記第１照射部から照射される光より前記筐体に近い第２領域に光を照射する第２照射部と、前記筐体内の前記窓から離れた前記筐体の奥側に設けられ、前記第１照射部と前記第２照射部の少なくとも一方によって照射された商品を撮像する撮像部と、を備える。

図１は、撮像装置を備えたＰＯＳ端末の外観を示す図である。図２は、撮像装置を正面から見た正面図である。図３は、撮像装置を側面から断面した側断面図である。

以下、図１～図３を用いて、実施形態に係る撮像装置および商品撮像装置について説明する。この実施形態は、物体撮像装置をスーパーマーケット等の店舗に設けられた商品認識装置に適用した場合の例である。また、実施形態では、商品を物体の一例として説明する。以下に説明する実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本実施形態に係る商品認識装置を含んだ店舗システムの外観図である。この店舗システムは、物体撮像装置である商品認識装置１００およびＰＯＳ（point of sales）端末２００を含む。商品認識装置１００は、カウンタ３００の上に立設して設けられる。カウンタ３００は、上面に平面状の天板３００ａを有する。カウンタ３００は、天板３００ａ上に商品が入ったカゴ３０１を載置する。

また、カウンタ３００は、天板３００ａの長手方向に沿った顧客通路（図１における奥側）とオペレータスペース（図１における手前側）とを分ける。また、カウンタ３００の略中央部には、ハウジング１０１が設けられる。

ハウジング１０１は、天板３００ａに対して垂直な立設面１０１ｂを有する平型の箱状をなしてカウンタ３００の上に立設する。ハウジング１０１は、カウンタ３００の上方に撮像装置１０５を備える。また、ハウジング１０１は、撮像装置１０５のさらに上方にキーボード１０２、オペレータ用ディスプレイを備えたタッチパネル１０３、客用ディスプレイ１０４を備える。オペレータ用ディスプレイはオペレータに対して情報を表示する。客用ディスプレイ１０４は、顧客に対して情報を表示する。タッチパネル１０３は、キーボードとして機能する。

撮像装置１０５は、ハウジング１０１の内部に設けられる。撮像装置１０５は平面状の読取窓（窓）１０１ａを有する。読取窓１０１ａは、立設面１０１ｂと略平行に設けられる。撮像装置１０５は、読取窓１０１ａを介して、読取窓１０１ａの前方の領域Ａ１と領域Ａ２（いずれも図３を参照）に位置する物体を撮像する。

商品認識装置１００は、撮像装置１０５が撮像した商品の画像情報に基づいて、当該商品を一般物体認識して商品を特定する。なお、一般物体認識による商品の特定は、ＰＯＳ端末２００が行ってもよい。

ハウジング１０１は、キーボード１０２、タッチパネル１０３および読取窓１０１ａをそれぞれオペレータスペース側に向けるとともに、客用ディスプレイ１０４を顧客通路側に向ける。天板３００ａの上面は、商品認識装置１００を挟んで顧客移動方向の上流側の領域と下流側の領域とに区分される。上流側の領域は、買物客が購入しようとする商品のうちの売上登録が済んでいない商品、または商品を入れたカゴＫ１を置くためのスペースとして使用される。下流側の領域は、売上登録が済んだ商品、または商品を入れるカゴＫ２を置くためのスペースとして使用される。

ＰＯＳ端末２００は、レジ台４００に載置されたドロワ５００の上に設置される。ＰＯＳ端末２００は、店舗で販売される商品の売上登録処理と会計処理を行う。売上登録処理とは、入力された商品コードに基づいて当該商品の商品名や価格等の商品情報を表示し記憶する処理をいう。また、会計処理とは、売上登録処理をした商品情報に基づいて、取引に係る合計金額の表示、および顧客から預かった預り金に基づいて会計しレシートを発行する処理をいう。また、取引処理は売上登録処理と会計処理とを含む。また、取引情報は、商品情報と会計情報とを含む。

ＰＯＳ端末２００は、キーボード２０２、オペレータ用ディスプレイ２０３、客用ディスプレイ２０４、プリンタ２０５を備える。オペレータ用ディスプレイ２０３は、オペレータに対して情報を表示する。客用ディスプレイ２０４は、顧客に対して情報を表示する。プリンタ２０５は、会計処理した商品の取引情報を印字したレシートを発行する。

ドロワ５００は、顧客から預かった金銭を収納する。またドロワ５００は、顧客に対して支払う釣銭を収納する。なお、ドロワ５００に代えて、硬貨や紙幣の釣銭を自動的に払い出す自動釣銭機が設置される場合もある。

レジ台４００は、ＰＯＳ端末２００およびドロワ５００を載置する台であって、顧客通路における顧客の移動方向に対して下流側のカウンタ３００の端部に並ぶようにオペレータスペース側に位置する。

また、商品認識装置１００とＰＯＳ端末２００とは、図示しない通信ケーブルにより電気的に接続される。そのため、商品認識装置１００は、顧客との取引で販売する商品について、一般物体認識技術で特定した商品を示す商品コードをＰＯＳ端末２００に送信する。

次に、撮像装置１０５について説明する。撮像装置１０５は、ハウジング１０１の、カウンタ３００から所定距離だけ上方の位置に設けられる。図２は、撮像装置１０５を正面から見た正面図である。図２に示すように、撮像装置１０５は、略立方体状の筐体１１６を備える。撮像装置１０５は、筐体１１６の一面に読取窓１０１ａを備える。読取窓１０１ａは、例えば透明なガラスやプラスチックで形成された平面状の板である。撮像装置１０５がハウジング１０１に取り付けられた状態で、読取窓１０１ａは、ハウジング１０１の立設面１０１ｂと平行である。なお、読取窓１０１ａは、ハウジング１０１の立設面１０１ｂと面一であることが望ましい。

また、撮像装置１０５は、筐体１１６の内部上方に、遠方照射部である第１照射部１１１と近傍照射部である第２照射部１１２を備える。第１照射部１１１と第２照射部１１２は、読取窓１０１ａの近傍に設けられる。第１照射部１１１は、筐体１１６の両端部に寄せて配置される。すなわち、第１照射部１１１は、読取窓１０１ａの近傍であって、かつ筐体の左側と右側（すなわち両側）に一つずつ設けられ、読取窓１０１ａの近傍でかつ筐体の中央部には設けられない。左右に設けられた各第１照射部１１１は、それぞれ３個のＬＥＤ１１１ａを横方向（図２の左右方向）に並べて配置する。

また、第２照射部１１２は、上記中央部に設けられる。すなわち、第２照射部１１２を挟んで両側に、第１照射部１１１が設けられる。第１照射部１１１は、撮像装置１０５か遠くの領域Ａ１（図３を参照）を照射するため、遠方まで光が届くよう２個の第１照射部１１１を用いる。第２照射部１１２は、３個のＬＥＤを三角形上に配置する。第２照射部１１２は、領域Ａ１より撮像装置１０５に近い領域Ａ２を照射する。第１照射部１１１に用いられるＬＥＤと第２照射部１１２に用いられるＬＥＤは、すべて同一のものである。

また、撮像装置１０５は、筐体１１６の内部に、撮像部１１３を備える。撮像部１１３は、ＣＣＤ（charge coupled device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などを用いた撮像装置である。

次に、撮像装置１０５の内部構成について説明する。図３は、図２の撮像装置をＡ－Ａにおいて断面し、左側から見た側断面図である。図３に示すように、筐体１１６の前面部には読取窓１０１ａが設けられている。また、筐体１１６の読取窓１０１ａの近傍には、第１照射部１１１と第２照射部１１２が設けられている。第１照射部１１１の各ＬＥＤ１１１ａの先端部には、凸レンズ１１１ｂが形成されている。凸レンズ１１１ｂは、ＬＥＤ１１１ａが発光する光を絞り込んで放射する役目をする。凸レンズ１１１ｂがＬＥＤ１１１ａから発光する光をある程度絞り込むことで、第１照射部１１１が発光する光は、強い光として遠くまで届く。

第１照射部１１１は、読取窓１０１ａに向けて配置される。そのため、第１照射部１１１から放射される光は、読取窓１０１ａに対して直交に近い方向（図３の右側）に向けて放射される。第１照射部１１１から放射された光は点線Ｌ１で囲まれる範囲で放射され、領域Ａ１（第１領域）を照らす。領域Ａ１は、撮像装置１０５の前方であって、撮像装置１０５から所定距離離れた領域であり、かつカウンタ３００の上方の位置の領域である。第１照射部１１１は、領域Ａ１を通過する商品を照射する。

第２照射部１１２は、第１照射部１１１より下方に向けて配置される。そのため、第２照射部１１２から放射される光は、読取窓１０１ａに対して斜め下方（窓に対して斜め）の方向（すなわちカウンタ３００方向）に向けて放射される。第２照射部１１２から放射された光は点線Ｌ２で囲まれる範囲で放射され、領域Ａ２（第２領域）を照らす。領域Ａ２は、撮像装置１０５の前方であって、領域Ａ１より撮像装置１０５に近い領域であって、かつカウンタ３００の上方の位置の領域である。第２照射部１１２は、領域Ａ２を通過する商品を照射する。なお、領域Ａ１と領域Ａ２は、一部重なっている。そのため、領域Ａ１と領域Ａ２が重なっている領域にある物体は、第１照射部１１１および第２照射部１１２によって照射される。

第２照射部１１２は、第１照射部１１１より、読取窓１０１ａから筐体１１６奥側寄りに距離Ｃ（一定距離）だけ離れて位置している。距離Ｃだけ離れて位置する第２照射部１１２は、依然として読取窓１０１ａの近傍に位置しており、かつ第１照射部１１１の近傍の位置に位置している。第２照射部１１２は、第１照射部１１１より読取窓１０１ａから距離Ｃだけ奥側寄りに離れて位置しているため、第２照射部１１２を極端に下方に向けなくても、撮像装置１０５に近い領域Ａ２に向けて光を放射できる。あまり下方に向けて光を放射すると、光が読取窓１０１ａを通過する際に減衰し易いからである。

また、撮像装置１０５は、撮像部１１３を備える。撮像部１１３は、読取窓１０１ａから離れた筐体１１６の奥側の位置（図３における左方向）に基板１１４上に取り付けられる。撮像部１１３は、筐体１１６の奥側の位置の読取窓１０１ａのほぼ中心位置に取り付けられる。なお、基板１１４に取り付けられた撮像部１１３は、第１照射部１１１および第２照射部１１２から充分奥側に離れている。そのため、撮像部１１３は、第１照射部１１１および第２照射部１１２の発光に伴って発生する熱の影響を受け難い。

また、撮像装置１０５の底部には、第１照射部１１１、第２照射部１１２、撮像部１１３等を制御するための制御部１１５を備えている。制御部１１５は、撮像部１１３が撮像した商品の画像に基づいて、撮像した商品を特定する。また、制御部１１５は、撮像装置１０５が発する音量を調整したり、撮像装置１０５が商品を読み取る深度を調整する。また、制御部１１５は、図示しない人感センサからの出力を見て、撮像装置１０５の前に人がいるか否かを判断する。

このような撮像装置１０５は、カゴＫ１から取り出し、撮像装置１０５の前方を通過する商品を撮像する。具体的には、撮像装置１０５は、第１照射部１１１は、撮像装置１０５の前方の筐体１１６から離れた領域Ａ１を通過する商品を照射する。また、第２照射部１１２は、撮像装置１０５の前方の筐体１１６に近い領域Ａ２を通過する商品を照射する。そして、撮像部１１３は、第１照射部１１１が光を照射した商品、および第２照射部１１２が光を照射した商品を撮像する。

また、撮像装置１０５を備えた商品認識装置１００は、カゴＫ１から取り出し、撮像装置１０５の前方を通過する商品を撮像する。具体的には、撮像装置１０５の第１照射部１１１は、撮像装置１０５の前方の筐体１１６から離れた領域Ａ１を通過する商品を照射する。また、撮像装置１０５の第２照射部１１２は、撮像装置１０５の前方の筐体１１６に近い領域Ａ２を通過する商品を照射する。そして、撮像装置１０５の撮像部１１３は、第１照射部１１１が光を照射した商品、または第２照射部１１２が光を照射した商品を撮像する。

以上説明したように、実施形態によれば、撮像装置１０５は、筐体１１６内の読取窓１０１ａの近傍に設けられ、筐体１１６から離れた領域Ａ１に光を照射する第１照射部１１１と、筐体１１６内の読取窓１０１ａの近傍に設けられ、第１照射部１１１からの光より筐体１１６に近い領域Ａ２に光を照射する第２照射部１１２と、筐体１１６内の読取窓１０１ａから離れた奥側に設けられ、第１照射部１１１と第２照射１１２部の少なくとも一方によって照射された物体を撮像する撮像部１１３と、を備える。そのため、撮像装置１０５の撮像部１１３は、第１照射部１１１および第２照射１１２部の光の照射による発熱による影響を受けない。

また、商品認識装置１００は、商品を入れたカゴＫ１を載置するカウンタ３００から上方に延出し立設面１０１ｂを有するハウジング１０１と、ハウジング１０１のカウンタ３００より上方に設けられた撮像装置１０５と、を備え、撮像装置１０５は、立設面１０１ｂと平行な読取窓１０１ａを備えた筐体１１６と、筐体１１６内の上部であって読取窓１０１ａの近傍に設けられ、筐体１１６から離れた領域Ａ１に光を照射する第１照射部１１１と、筐体１１６内の上部であって読取窓１０１ａの近傍に設けられ、第１照射部１１１から照射される光より筐体１１６に近い第２領域Ａ２に光を照射する第２照射部１１２と、筐体１１６内の読取窓１０１ａから離れた奥側に設けられ、第１照射部１１１と第２照射部１１２の少なくとも一方によって照射された商品を撮像する撮像部１１３と、を備える。そのため、商品認識装置１００に設けられた撮像装置１０５の撮像部１１３は、第１照射部１１１および第２照射１１２部の光の照射による発熱による影響を受けない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、実施形態では、２個の第１照射部１１１と１個の第２照射１１２部を設けた。しかしながら、これに限らず、第１照射部１１１と第２照射部の数は任意である。

また、実施形態では、１個の第２照射部１１２の両側にそれぞれ第１照射部１１１を設けた。しかしながら、これに限らず、第１照射部１１１と第２照射部の設置位置は任意である。

また、実施形態では、第１照射部１１１が撮像装置１０５から離れた領域Ａ１を照射するために、第１照射部１１１は、窓に対して直交に近い方向に向けて光を放射するようにした。しかしながら、これに限らず、第１照射部１１１が撮像装置１０５から離れた領域Ａ１を照射するために、窓に対して直交に近い方向に向けて光を放射する以外の方法で光を放射するようにしてもよい。また、第２照射部１１２が撮像装置１０５に近い領域Ａ２を照射するために、第２照射部１１２は斜め下方に向けて光を放射するようにした。しかしながら、これに限らず、第２照射部１１２が撮像装置１０５に近い領域Ａ２を照射するために、斜め下方に向けて光を放射する以外の方法で光を放射するようにしてもよい。

また、実施形態では、第２照射部１１２を第１照射部１１１から距離Ｃだけ奥側にずらして配置した。しかしながら、これに限らず、第２照射部１１２は第１照射部と同一位置に配置してもよい。

また、実施形態では、商品を物体の一例として説明した。しかしながら、これに限らず、物体は商品以外の物であってもよい。

１００商品認識装置
１０１ハウジング
１０１ａ読取窓
１０５撮像装置
１１１第１照射部
１１２第２照射部
１１３撮像部
２００ＰＯＳ端末
３００カウンタ
Ａ１領域
Ａ２領域

特開２０１５－８４５０１号

Claims

一面に平面状の窓を備えた筐体と、
前記筐体内の上方の前記窓の近傍に前記窓に向けて横方向に設けられ、前記筐体から離れた第１領域に光を照射する第１照射部と、
前記筐体内の上方の前記窓の近傍に前記第１照射部より下方に向けて設けられ、前記第１照射部から照射される光より前記筐体に近い第２領域に光を照射する第２照射部と、
前記筐体内の前記窓から離れた前記筐体の奥側に設けられ、前記第１照射部と前記第２照射部の少なくとも一方によって照射された商品を撮像する撮像部と、
を備えた撮像装置。
前記第２照射部が照射する光は、前記第１照射部が照射する光より前記窓に対して斜め方向に照射され、前記第２照射部は、前記第１照射部より一定距離だけ前記奥側寄りに離れて位置する、
請求項１に記載の撮像装置。
前記第１照射部は、前記筐体内の前記窓の近傍の両側にそれぞれ設けられ、前記第２照射部は、前記第１照射部の間に設けられる、
請求項１または２に記載の撮像装置。
商品を入れたカゴを載置するカウンタから上方に延出し立設面を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記カウンタより上方に設けられた撮像装置と、
を備え、
前記撮像装置は、
前記立設面と平行な平面状の窓を備えた筐体と、
前記筐体内の上方の前記窓の近傍に前記窓に向けて横方向に設けられ、前記筐体から離れた第１領域に光を照射する第１照射部と、
前記筐体内の上方の前記窓の近傍に前記第１照射部より下方に向けて設けられ、前記第１照射部から照射される光より前記筐体に近い第２領域に光を照射する第２照射部と、
前記筐体内の前記窓から離れた前記筐体の奥側に設けられ、前記第１照射部と前記第２照射部の少なくとも一方によって照射された前記商品を撮像する撮像部と、
を備えた商品撮像装置。
前記第２照射部が照射する光は、前記第１照射部が照射する光より前記カウンタ方向に照射され、前記第２照射部は、前記第１照射部より一定距離だけ前記奥側寄りに離れて位置する、
請求項４に記載の商品撮像装置。
前記第１照射部は、前記筐体内の前記窓の近傍の両側にそれぞれ設けられ、前記第２照射部は、前記第１照射部の間に設けられる、
請求項４または５に記載の商品撮像装置。